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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Umlaufnippel für
die Anwendung während
des Füllens
von Bohrlochverrohrungen und für
das Zirkulieren von Flüssigkeit
durch Bohrlochverrohrungen während
des Feststehens oder Einführens
von Verrohrungen in einem Bohrloch.
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Es ist eine normale Praxis, ein Bohrloch
bis auf eine gewünschte
Tiefe herab zu bohren, und dann eine Verrohrung in demselben festzustellen,
indem eine Gehäuseanordnung
eingeführt
und die Verrohrung dann in Position einzementiert wird. Die Gehäuseanordnung
wird hergestellt, indem eine Reihe von Verrohrungsabschnitten oder
-stücken
miteinander verbunden werden, während
die Kette in das Bohrloch herabgelassen wird. Die Gehäuseanordnung
wird festgehalten, während
ein jeder Abschnitt der Verrohrung mit der Oberseite der vorhandenen Gehäuseanordnung
verbunden wird. Die Gehäuseanordnung
wird dann herabgelassen, bis die Oberkante der Kette mit der Ebene
des Plattformbodens übereinstimmt.
Der nächste
Abschnitt der Verrohrung wird an der Gehäuseanordnung montiert, und
die Verrohrung wird erneut herabgelassen. Wenn eine jede Länge der
Verrohrung oder eines Verrohrungsabschnittes angeschlossen wird,
wird ein Umlaufnippel, welcher manchmal auch als ein Umlaufgesenk bekannt
ist, am oberen Ende der Gehäuseanordnung hergestellt.
Der Nippel wurde mit einem Verrohrungs- oder Rohrstiftgewinde an
seinem unteren Ende und einer kleineren Verbindung an seinem oberen
Ende für
die Verbindung mit Flüssigkeitsfließleitungen
entworfen. Die obere Verbindung besteht normalerweise aus einem
zwei Zoll (5.08 cm) großen
Innengewinde – 1502.
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Da die Abschnitte des Rohres, welche
die Verrohrung formen, relativ lang sind, kann die Oberkante der
Verrohrung bis zu dreißig
oder vierzig Fuß (9.1
bis 12.2 m) über
dem Plattformboden liegen, so dass der Nippel, welcher an dem oberen
Ende der Verrohrung hergestellt werden soll, auf dieser Höhe über dem
Plattformboden hergestellt werden muss. Dies setzt voraus, dass
der Nippel auf der Verrohrung mit der Hand hergestellt und mit Hilfe
von handgehaltenen Kettenwerkzeugen angezogen werden muss. Umlaufnippel
nach dem aktuellen Stand der Technik sind relativ lang und schwer,
und die Aussenoberfläche
des Nippels wird normalerweise glatt verarbeitet. Diese Verarbeitung
bedeutet, dass Kettenzangen nur sehr schwierig einen korrekten „Sitz" auf der Oberfläche erzielen
können.
Als ein Resultat werden solche Kettenzangen oft abrutschen, was
wiederum zu einem Verlust des Gleichgewichtes der Person führen kann,
welche versucht, den Nippel herzustellen, sowohl wie zu einer Verlängerung
der Zeitspanne, welche für
das Abschliessen dieser Aufgabe erforderlich ist. Ausserdem wird
das Gewicht und die Länge
des Nippels das Problem des Manöverierens
desselben auf der Verrohrung in die korrekte Position vergrößern.
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Anmeldung EP 0215522A offenbart ein Übergangsstück, ein
Positionierwerkzeug für
das Verbinden des Übergangsstücks mit
einem Schutzrohrabschnitt, und eine Methode für das Bewegen des Übergangsstücks in eine
gewünschte „Hookup"-Position, sowohl
wie eine Mutter für
das Befestigen des Positionierwerkzeugs an dem Übergangsstück. Das Übergangsstück kann über ein Gewinde mit der Verrohrung
verbunden werden, indem das Positionierwerkzeug mit einem Schraubenschlüssel oder
einem ähnlichen
Werkzeug gedreht wird.
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US-Anmeldung 4.688.632 offenbart
einen kompakten Bohrlochkammeradapter mit einem uniformen Design
für eine
Reihe von Bohrlochverrohrungsgrößen. Der
Adapter wird von einem Drehgelenk unterstützt, welches das Rotieren des
Adapters ermöglicht,
wenn der Adapter über
ein Gewinde mit der Bohrlochverrohrung verbunden wird.
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Wir haben nun einen Umlaufnippel
entwickelt, welcher die Probleme des aktuellen Standes der Technik
löst oder
reduziert.
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Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung bietet
einen Verrohrungsnippel für
die Anwendung während
der Einführung
einer Verrohrung in ein Bohrloch, wobei der Nippel einen Körperabschnitt
mit einem Verrohrungsgewinde an demselbem umfasst, welcher für das Befestigen
an einer Verrohrungsverbindung adaptiert ist, wobei der vorgenannte
Körperabschnitt
mindestens ein sich transversal erstreckendes Loch definiert, welches
für das
Befestigen durch eine Betätigungsstange
in demselben adaptiert ist; einen Halsabschnitt, welcher sich von
dem vorgenannten Körperabschnitt
hinweg erstreckt und eine Schraubmuffe an demselben umfasst; dadurch
gekennzeichnet, dass eine zentrale Achse des oder eines jeden Lochs
auf eine tangentiale Weise eine Schnur im Verhältnis zu einem Aussendurchmesser des
vorgenannten Körperabschnitts
formt.
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Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
bietet ein Gerät
für die
Anwendung in einem Bohrloch, welches das Folgende umfasst: eine Länge einer
Bohrlochverrohrung; eine Verrohrungsverbindung an der vorgenannten
Länge der
Verrohrung; einen Verrohrungsnippel nach der vorliegenden Erfindung;
und eine Flüssigkeitsleitung,
welche mit dem Hals des Nippels verbunden ist, wobei die vorgenannte
Leitung weiter mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden
werden kann, so dass Flüssigkeit
durch den vorgenannten Nippel in die vorgenannte Verrohrung eingepumpt
werden kann.
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Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
bietet eine Methode für
das Einführen
einer Verrohrung in ein Bohrloch, wobei dieselbe Methode das Folgende
umfasst:
- (a) das Bereitstellen einer Länge einer
Verrohrung mit einer Verrohrungsverbindung an einem oberen Ende
derselben;
- (b) das Positionieren der vorgenannten Länge der Verrohrung neben einer
oberen Öffnung
des Bohrloches, und auf dieselbe ausgerichtet;
- (c) das Befestigen eines Körpers
eines Verrohrungsnippels mit Hilfe der vorgenannten Verrohrungsverbindung
und einem Rohrschlüssel
an einem länglichen
Hals des vorgenannten Nippels oder an einer Betätigungsstange durch das Befestigen
durch ein Loch hindurch, welche in dem vorgenannten Nippel definiert
ist;
- (d) das Herablassen der vorgenannten Länge der Verrohrung in das Bohrloch;
- (e) das Lösen
des vorgenannten Nippels von der vorgenannten Verrohrungsverbindung;
- (f) das Befestigen einer weiteren Länge der Verrohrung mit Hilfe
der vorgenannten Verrohrungsverbindung; und
- (g) das Befestigen des vorgenannten Körpers des vorgenannten Nippels
mit Hilfe einer Verrohrungsverbindung an einem oberen Ende der vorgenannten
weiteren Länge
der Verrohrung.
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Die vorliegende Erfindung kann eine
Reihe von Vorteilen bieten. Dank der Tatsache, dass der Nippel so
entworfen wurde, dass er nicht mit Hilfe von Kettenzange erstellt
werden muss, können
die Länge und
das Gewicht des Nippels ungefähr
dreißig
bis fünfunddreißig Prozent
weniger betragen als die von gewöhnlichen
Nippeln nach dem aktuellen Stand der Technik. Dieses leichtere Gewicht
und die kürzere Länge erstellen
in Kombination einen einfacher zu handhabenden Nippel, besonders
wenn die Gehäuseanordnung
weit über
dem Plattformboden zusammengesetzt wird. Ein Halsabschnitt des Nippels
ist im Vergleich mit dem aktuellen Stand der Technik hier ein wenig
länger,
und ermöglicht
das Anwenden eines Rohrschlüssels
an demselben, wenn dies für
das Erstellen des Nippels in der Verrohrung wünschenswert erscheint. Ausserdem
umfasst der Umlaufnippel Löcher,
welche die Anwendung eines Griffs oder einer Betätigungsstange für das Anziehen
des Nippels ermöglichen.
Die Betätigungsstange
entspricht dem gleichen Typ, oder gleicht demjenigen, welcher für das Öffnen und
Schliessen von Plug-Ventilen angewendet wird, d. h. zum Beispiel
Halliburten Lo-Torc Plug-Ventile.
Da die Stange in ein Loch eingesteckt wird besteht eine besonders
geringe Möglichkeit, dass
dieselbe Stange abrutschen wird, und die Gefahren, welche bei der
Anwendung von Kettenzangen bei Nippeln nach dem aktuellen Stand
der Technik bestehen, können
deshalb minimiert werden. Der Umlaufnippel der vorliegenden Erfindung
kann deshalb schneller und auf eine An und Weise erstellt werden,
welche für
die Person, welche den Nippel erstellt, sowohl wie für Personal
auf der Plattform selber relativ sicherer ist als. Die vorliegende
Erfindung bitet weiter einem Umlaufnippel für die Anwendung während des
Einführens
einer Bohrlochverrohrung in ein Bohrloch, während Flüssigkeit in die Gehäuseanordnung
eingepumpt wird. Die Erfindung bietet ausserdem Methoden für das Einführen von
Verrohrungen in Bohrlöcher,
welche den neuen Umlaufnippel verwenden.
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Die Erfindung kann als ein Verrohrungsnippel
beschrieben werden, welcher einen Körperabschnitt mit einem Verrohrungsgewinde
umfasst, welcher für
das Befestigen an einer Verrohrungsverbindung adaptiert ist, und
welcher weiter einen Halsabschnitt umfasst, welcher sich von dem
Körperabschnitt
hinweg erstreckt und eine Schraubmuffe an demselben umfasst. Der
Körperabschnitt
definiert vorzugsweise ein sich transversal erstreckendes Loch durch
denselben hindurch, für
das Befestigen eines Griffs oder einer Betätigungsstange. Der Halsabschnitt
umfasst vorzugsweise eine ausreichend große Länge, so dass ein Rohrschlüssel um
eine Aussenoberfläche
des Halsabschnitts herum umgreifend befestigt werden kann.
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Durch das Anwenden von entweder einem oder
beiden der Betätigungsstange
und/oder des Rohrschlüssels
kann der Umlaufnippel einfach über ein
Gewinde mit der Verrohrungsverbindung verbunden und an der Gehäuseanordnung
erstellt werden.
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Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
definiert der Körperabschnitt
weiter einen Schlitz in demselben, welcher das Bohren des Lochs erleichtern
soll. Dieser Schlitz verfügt über eine
radiale Oberfläche,
dessen Radius ein wenig größer ist als
der Radius des Lochs. Bei einer Ausführung besteht der Schlitz aus
einer Reihe von getrennt angeordneten Schlitzen an sich gegenüber liegenden
Enden des Lochs. Eine zentrale Achse des Lochs formt dabei auf eine
tangentiale Weise eine Schnur im Verhältnis zu einem Aussendurchmesser
des Körperabschnitts.
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Eine Reihe solcher Löcher kann
im Wesentlichen getrennt und gleichmäßig um den Körperabschnitt
herum angeordnet werden. Die zentralen Achsen eines jeden Lochs
sind im Wesentlichen koplanar, und die Ebene, auf welcher die zentrale
Achse des Lochs liegt, verläuft
im Wesentlichen senkrecht zu einer zentralen Achse des Nippels.
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Die Körper- und Halsabschnitte sind
vorzugsweise integral geformt. Dies kann erreicht werden, indem
der Nippel aus einem einzigen Stück Stange
gefertigt wird, oder indem eine Reihe von Elemente dauerhaft aneinander
befestigt wird, um den Nippel zu formen, wie zum Beispiel durch
Schweißen.
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Auf eine andere Weise ausgedrückt bietet die
Erfindung ein Gerät
für die
Anwendung in einem Bohrloch, welches eine Länge einer Bohrlochverrohrung,
eine Verrohrungsverbindung an derselben Länge der Verrohrung, einen Umlaufnippel,
welcher eine zentrale Öffnung
durch dieselbe hindurch definiert, und eine Flüssigkeitsleitung umfasst. Der
Umlaufnippel umfasst einem Körper,
welcher mit einem Ende der Verbindung verbunden ist, und einen Hals,
welcher sich von dem Körper
hinweg erstreckt. Die Flüssigkeitsleitung
ist mit dem Hals verbunden. Die Flüssigkeitsleitung kann weiter
mit einer Flüssigkeitsquelle
verbunden werden, so dass Flüssigkeit
wenn und wie erwünscht
durch den Nippel in die Verrohrung gepumpt werden kann, während die
Verrohrung in das Bohrloch eingeführt wird. Der Hals kann eine
Aussenoberfläche
von ausreichender Länge
an demselben umfassen, so dass ein Rohrschlüssel daran befestigt werden
kann, und der Körperabschnitt
kann für
das Befestigen eines Griffs oder einer Betätigungsstange ein Loch durch
denselben hindurch definieren.
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Die vorliegende Erfindung bietet
weiter eine Methode für
das Einführen
einer Verrohrung in ein Bohrloch, welche die folgenden Stufen umfasst:
das Bereitstellen eines Verrohrungsabschnitts oder einer Länge einer
Verrohrung mit einer Verrohrungsverbindung an einem oberen Ende
derselben; das Positionieren der Verrohrung neben einer oberen Öffnung des
Bohrlochs und auf dieselbe ausgerichtet; das Befestigen eines Körpers eines
Verrohrungsnippels an einem oberen Ende der Verrohrungsverbindung;
das Herablassen des Verrohrungsabschnitts in das Bohrloch; das Lösen des
Nippels von der Verrohrungsverbindung; das Befestigen eines weiteren
Verrohrungsabschnitts an der Verrohrungsverbindung; und das Befestigen
des Körpers
des Nippels an einer Verrohrungsverbindung an dem oberen Ende der
weiteren Verrohrungsverbindung. Die Methode kann ausserdem die Stufe
des Befestigens einer Flüssigkeitsleitung
an dem Hals des Nippels umfassen. Die Stufe des Herablassens der
Verrohrung kann ausserdem das Pumpen von Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsleitung
und den Nippel hindurch in den Verrohrungsabschnitt hinein umfassen.
Das Betriebspersonal kann Flüssigkeit
einpumpen, um den neuen Abschnitt oder die neuen Abschnitte des
Rohres zu füllen
und/oder Flüssigkeiten
durch dieselben umlaufen zu lassen. Das Betriebspersonal kann dies
nach der Verbindung eines jeden Abschnitt oder nach der Verbindung
mehrerer Abschnitte durchführen.
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Die Stufe des Verbindens der Verrohrung
mit einer Verrohrungsverbindung kann weiter das Verbinden einer
Verrohrungsverbindung mit einem oberen Ende des Verrohrungsabschnitts
oder einer Länge
der Verrohrung umfassen, oder sie kann ganz einfach das Bereitstellen
eines integrierten Verrohrungsabschnitts umfassen, wobei die Verrohrungsverbindung
einen integrierten Abschnitt desselben formt, wie zum Beispiel ein
Innengewinde.
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Die Stufe des Befestigens des Körpers des Verrohrungsnippels
kann das Anwenden eines Rohrschlüssels
an einem länglichen
Hals des Nippels und/oder das Anwenden eines Griffs oder einer Betätigungsstange
umfassen, welche sich durch ein Loch hindurch erstreckt, welches
in dem Nippel definiert ist.
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Die Stufen können wie gewünscht wiederholt werden,
um weitere Verrohrungsabschnitte oder weitere Längen von Verrohrung in das
Bohrloch einzuführen.
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Zum besseren Verständnis der
Erfindung werden nun verschiedene Ausführungen derselben zur Veranschaulichung
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische Teilansicht einer Bohrinsel darstellt, welche einen
Umlaufnippel für das
Feststellen oder Einführen
einer Bohrlochverrohrung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet;
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2 eine
Querschnittsansicht eines Umlaufnippels nach dem aktuellen Stand
der Technik darstellt, welcher an einer Gehäuseanordnung mit einer damit
verbundenen Flüssigkeitsleitung
erstellt wurde, und welche für
das Feststellen von Verrohrungen verwendet wird;
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3 eine
Querschnittsansicht einer ersten Ausführung des Umlaufnippels der
vorliegenden Erfindung darstellt, welcher an einer Gehäuseanordnung
erstellt wurde, mit welcher eine Flüssigkeitsleitung verbunden
ist;
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4 eine
vertikale Querschnittsansicht einer ersten Ausführung des Umlaufnippels darstellt;
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5 eine
Querschnittsansicht entlang der in 4 geoffenbarten
Linien 5-5 darstellt;
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6 eine
Seitenansicht der ersten Ausführung
des Umlaufnippels darstellt, wie derselbe zum Beispiel aus Sicht
de in 5 geoffenbarten
Linien 6-6 aussehen würde;
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7 eine
teilweise Querschnittsansicht entlang der in 5 geoffenbarten Linien 7-7 darstellt;
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8 eine
Planansicht einer zweiten Ausführung
des Umlaufnippels der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9 eine
vertikale Querschnittsansicht der zweiten Ausführung entlang der in 8 geoffenbarten Linien 9-9
darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und
insbesondere auf 1,
wird hier eine erste Ausführung
des Umlaufnippels für
das Feststellen einer Bohrlochverrohrung der vorliegenden Erfindung während der
Anwendung desselben geoffenbart, wobei demselben allgemein die Nummer
(10) zugeordnet wird. Eine zweite Ausführung, welcher allgemein die
Nummer (100) zugeordnet wird, soll weiter unten ausführlicher
beschrieben werden. Die folgende Beschreibung für 1 trifft auch auf die zweite Ausführung und
den Umlaufnippel (100) zu.
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1 offenbart
weiter eine gewöhnliche Bohrinsel
(12) mit einem Bohrturm (14) und einer Bohrinselplattform
(16). Unter der Bohrinselplattform (16) befindet
sich eine Bohrlochkammer (18), durch welche sich ein Bohrloch
(20) erstreckt. Eine Länge einer
Oberflächenverrohrung
(22) wird hier als in dem Bohrloch (20) festgestellt
dargestellt. Ein Bohrlochschieber (24) und eine Auslaßleitung
(26) sind oben innerhalb der Oberflächenverrohrung (22)
auch vorhanden, wobei die letztere mit der Oberflächenverrohrung
(22) verbunden ist und Bohrschlamm an einen Teich oder
Graben (nicht dargestellt) neben der Bohrinsel (12) ableitet.
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Die Oberflächenverrohrung (22)
erstreckt sich nur um einem Abschnitt in die Tiefe des Bohrlochs
(20) hinunter, und eine Produktionsgehäuseanordnung (28)
wird auf eine weiter unten noch eingehender beschriebene Art und
Weise durch die Oberflächenverrohrung
(22) hindurch und in das offene Bohrloch (20)
hinein unter die Oberflächenverrohrung
herabgelassen. Es kann unter der Oberflächenverrohrung (22)
ausserdem eine oder mehrere Zwischnverrohrung(en) (nicht dargestellt)
vorhanden sein. Die Durchmesser der Oberflächenverrohrung (22)
und möglicher
Zwischenverrohrungen werden mit steigender Bohrlochtiefe fortlaufend
kleiner.
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Obwohl hierin das Einführen einer
Gehäuseanordnung
(28) in ein Bohrloch (20) beschrieben wird, kann
das gleiche Verfahren auch für
das Einführen
einer Oberflächenverrohrung
(22) und einer Zwischenverrohrung in das Bohrloch angewendet
werden. Der einzige Unterschied ist dabei die Größe des Umlaufnippels (10 oder 100),
welche von der Größe der jeweiligen
Gehäuseanordnung
abhängen
wird, welche eingeführt
wird.
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Die Gehäuseanordnung (28)
wird aus einer Reihe von Verrohrungsabschnitten (30) hergestellt. Die
Verrohrungsabschnitte (30) bestehen aus einer Länge eines
Rohres, welches im allgemeinen ungefähr zwanzig bis vierzig Fuß (6.1 bis
12.2 m) lang sein wird. Nebeneinander liegende Verrohrungsabschnitte
(30) können
mit Hilfe einer Verrohrungsverbindung oder Manschette (32)
aneinander befestigt werden, welche über ein Gewinde mit dem Enden
der Verrohrungsabschnitte verbunden wird. Andererseits können nebeneinander
liegende Verrohrungsabschnitte (30) auch aus integrierten
Abschnitten (nicht dargestellt) bestehen, welche mit Hilfe einer
Einschraubverbindung eines Verrohrungsabschnitts an einem Innengewinde
eine Verbindung oder eines weiteren Verrohrungsabschnitts verbunden
wird.
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Der Umlaufnippel (10) der
ersten Ausführung,
oder der Umlaufnippel (100) der zweiten Ausführung wird
mit Hilfe einer Verrohrungsverbindung (32) an dem obersten
Verrohrungsabschnitt (30) befestigt, und dies soll weiter
unten noch eingehender beschrieben werden. Eine Flügelmuffe
(34) ist mit dem oberen Ende des Umlaufnippels (10)
verbunden, und auch dies soll noch eingehender beschrieben werden.
Die Flügelmuffe
(34) ist an einer Flüssigkeitsleitung
(36) befestigt, welcher wiederum mit einer Schlammpumpe
(nicht dargestellt) nach dem aktuellen Stand der Technik verbunden
ist.
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Die Gehäuseanordnung (28)
wird mit Hilfe eines Gestängeanhebers
(38), welcher mit Schöpfbehältern (40)
ausgestattet ist, welche wiederum mit einem Seilrollenblock (42)
verbunden sind, auf eine gewöhnliche
An und Weise in ein Bohrloch (20) herabgelassen.
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Unter Bezugnahme auf 2 wird hier ein Umlaufnippel nach dem
aktuellen Stand der Technik geoffenbart, welchem allgemein die Nummer
(44) zugeordnet ist. Der Nippel (44) nach dem
aktuellen Stand der Technik umfasst ein unteres Verohrrungsgewinde
(46), welches mit Hilfe einer Gewindeverbindung (48)
mit einer Verrohrungsverbindung (32) verbunden ist. Der
Nippel (44) nach dem aktuellen Stand der Technik definiert
eine zentrale Öffnung
(47) durch denselben hindurch. Die Verrohrungsverbindung
(32) kann entweder mit Hilfe einer Gewindeverbindung (50)
an einem Verrohrungsabschnitt (30) der Gehäuseanordnung
(28) befestigt werden, oder sie kann ein integriertes vergrößertes Ende
des Verrohrungsabschnitts formen. 1 bezieht
sich insoweit auch auf den Umlaufnippel (44) nach dem aktuellen
Stand der Technik, dass die Verbindung des Nippels nach dem aktuellen
Stand der Technik mit den anderen Komponenten, welche mit der Bohrinsel
(12) und der Gehäuseanordnung
(28) assoziiert sind, der vorher aufgeführten gleicht.
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Der Nippel (44) nach dem
aktuellen Stand der Technik umfasst einen gestreckten Körperabschnitt
(52), welcher ein unteres Ende (46) formt, sowohl
wie einen relativ kurzen Halsabschnitt (54). Der Körperabschnitt
(52) umfasst einen allgemein konischen Übergangsbereich (56),
welcher mit dem Halsabschnitt (54) verbunden ist.
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Der Körperabschnitt (52)
muss ausreichend lang sein, um das Befestigen von Kettenzangen (nicht
dargestellt) an einer im Wesentlichen zylindrischen Aussenoberfläche (57)
desselben zu ermöglichen.
Die Kettenzangen werden nicht an dem Halsabschnitt (54)
oder an dem Übergangsbereich
(56) des Körperabschnitts
(52) befestigt. Die Aussenoberfläche (57) des Körperabschnitts
(52) ist normalerweise glatt verarbeitet, und dies erschwert
einen korrekten „Sitz" der Kettenzange
auf der Oberfläche. Das
Resultat ist, dass die Kettenzange oft wie weiter oben schon eingehender
beschrieben abrutscht.
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Der Halsabschnitt (54) definiert
ein typisches Innengewinde (58) wie zum Beispiel ein zwei-Zoll (5.08
cm – 1502) Innengewinde an demselben, und umfasst
weiter ein externes Gewinde (60). Das Innengewinde (58)
und das externe Gewinde (60) sind für eine Befestigung mit Hilfe
einer Flügelmuffe (34)
adaptiert. Die Flügelmuffe
(34) umfasst eine Aussengewindeuntereinheit (62),
welche in ein Innengewinde (58) eingepaßt werden kann. Eine Dichtung
(64) liefert eine abdichtende Befestigung zwischen der
Aussengewindeuntereinheit (62) und dem Halsabschnitt (54)
des Nippels (44) nach dem aktuellen Stand der Technik.
Eine Flügelmutter
(66) der Flügelmuffe
(34) ist an dem externen Gewinde (60) befestigt
und hält
die Aussengewindeuntereinheit (62) in Position.
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Die Verrohrungsverbindung (32),
welche den Nippel (44) nach dem aktuellen Stand der Technik
mit dem obersten Verrohrungsabschnitt (30) der Gehäuseanordnung
(28) verbindet, umfasst einen abwärtig ausgerichteten Ansatz
(70) auf demselben, welcher auf Gestängeanheber (38) gestützt werden
kann, so dass die Gehäuseanordnung
(28) mit dem daran befindlichen Nippel (44) in
das Bohrloch (20) herabgelassen werden kann. Andererseits
können
die Gestängeanheber
(38) auch aus schieberartigen Gestängeanhebern mit einer Reihe
von Zähnen
(68) auf denselben bestehen, welche für das umgreifende Befestigen
des Aussendurchmessers des jeweiligen Verrohrungsabschnitts (30)
angewendet werden können.
Der wichtigste Aspekt besteht daraus, dass der Verrohrungsabschnitt
(30) bei einer Ausführung
unter der Verrohrungsverbindung (32) gestützt wird.
Es sollte dabei ausserdem beachtet werden, dass die Gestängeanheber
(38) auf die gleiche Weise mit einem integrierten Verrohrungsabschnitt
oder einem Verrohrungsstück
(nicht dargestellt) einer Art angewendet werden können, welche
dem Fachmann auf diesem Gebiet sehr wohl bekannt ist, und welcher
einen Ansatzumfasst, welcher von einem vergrößerten Ende mit einem Innengewinde
geformt wird. Grundsätzlich
ist dieser integrierte Verrohrungsabschnitt in Wesentlichen dem
Verrohrungsabschnitt (30) mit der Verrohrungsverbindung
(32) ähnlich
und unterscheidet sich von derselben lediglich dadurch, dass dieselbe
integriert geformt ist, d. h. nicht aus zwei getrennten Stücken. Alle
Beschreibungen von Verbindungen mit einer solchen Verrohrungsverbindung
(32) sollten so verstanden werden, dass sie einem Verbinden
mit dem Verohrrungsgewinde eines integrierten Verrohrungsabschnitts
gleichen. In der Tat werden Verrohrungsabschnitte (30)
normalerweise komplett mit einer schon an einem Ende des Verrohrungsabschnittes
vorhandenen Verrohrungsverbindung (32) zum Bohrlochstandort
ausgeliefert.
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Flüssigkeit kann durch die Flüssigkeitsleitung
(36), die Flügelmuffe
(34), und die zentrale Öffnung
(47) des Nippels (44) nach dem aktuellen Stand der
Technik zirkuliert werden, während
die Gehäuseanordnung
(28) herabgelassen wird.
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Unter Bezugnahme auf 3–7 wird hier eine erste Ausführung des
Umlaufnippels (10) geoffenbart. Unter anfänglicher
Bezugnahme auf 4 definiert
dieser Nippel (10) eine zentrale Öffnung (71) durch
denselben hindurch und umfasst einen Körperabschnitt (72)
mit einer Aussenoberfläche
(73) und einem unteren Verohrrungsgewinde (74).
Der Körperabschnitt
(72) ist relativ kürzer
als der Körperabschnitt
(52) des Umlaufnippels (44) nach dem aktuellen
Stand der Technik. Der Umlaufnippel (10) wurde jedoch nicht
für die
Anwendung mit einer Kettenzange entworfen, und es würde aus
diesem Grund nur sehr selten der Versuch unternommen werden, den Nippel
(10) mit Hilfe einer solchen Zange auf der Gehäuseanordnung
(28) zu erstellen. Die Länge der Aussenoberfläche (73)
des Körperabschnitts
(72) ist deshalb relativ kürzer, um die Gesamtlänge des
Umlaufnippels (10) im Vergleich mit dem Umlaufnippel (44)
nach dem aktuellen Stand der Technik zu reduzieren. Dies resultiert
natürlich
auch in einem geringeren Gewicht, und der Nippel (10) ist
dementsprechend einfacher handzuhaben als der Nippel (44) nach
dem aktuellen Stand der Technik. Bei der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung beträgt
diese Größenreduktion
zwischen dem Umlaufnippel (10) der vorliegenden Erfindung
und dem Nippel (44) nach dem aktuellen Stand der Technik
ungefähr
dreißig
bis fünfunddreißig Prozent.
Es ist lediglich notwendig, den Körperabschnitt (72)
des Umlaufnippels (10) lang genug zu gestalten, um ein
paar Gewindeabschnitte über
dem unteren Verohrrungsgewinde (74) anbringen zu können, wenn
das vorhandene Gewinde abgenutzt ist.
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Der Umlaufnippel (10) umfasst
einen gestreckten Halsabschnitt (76), welcher sich von
dem Körperabschnitt
(72) hinweg erstreckt. Der Halsabschnitt (76)
ist relativ länger
als der Halsabschnitt (54) des Umlaufnippels (44)
nach dem aktuellen Stand der Technik, denn der neue Halsabschnitt
(76) ist vorzugsweise lediglich ausreichend lang, um einen
Rohrschlüssel
(77) an einer äusseren
Aussenoberfläche
(78) desselten anbringen und dem Umlaufnippel (10)
innerhalb der Verrohrungsverbindung (32) an dem Verrohrungsabschnitt
(30), oder innerhalb eines Verohrrungsgewindes einer integrierten
Verrohrungsverbindung anziehen zu können. Der Rorhschlussel (77)
ist sehr viel einfacher handzuhaben als eine Kettenzange.
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Der Halsabschnitt (76) definiert
ein Innengewinde (80) in demselben, wie zum Beispiel ein
dem Fachmann bekanntes zwei-Zoll (5.08 cm) Innengewinde ( 1502), und umfasst eine Einschraubverbindung
(82) auf demselben. Das Innengewinde (80) und
die Einschraubverbindung (82) gleichen im Wesentlichen
dem Innengewinde (58) und der Einschraubverbindung (86)
des Halsabschnitts (54) des Umlaufnippels (44)
nach dem aktuellen Stand der Technik.
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Der obere Körperabschnitt (72)
umfasst einen relativ dickeren Übergangsbereich
(84).
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Unter Bezugnahme auf 3 wird hier ein Umlaufnippel (10)
geoffenbart, welcher auf einem oberen Verrohrungsabschnitt (30)
einer Gehäuseanordnung
(28) auf eine Art und Weise erstellt wurde, welche der
für den
in 2 dargestellten Umlaufnippel
(44) nach dem aktuellen Stand der Technik ähnlich ist,
d. h. das untere Ende (74) des Körperabschnitts (72)
des Nippels (10) ist an der Gewindeverbindung (86)
mit der Verrohrungsverbindung (32) befestigt. Ein integrierter
Verrohrungsabschnitt (nicht dargestellt) kann anstelle eines Verrohrungsabschnitts mit
einer getrennten Verrohrungsverbindung (32) angewendet
werden. Beide formen eine Verrohrungsverbindung für das Befestigen
des Umlaufnippels (10) oder einer nächsten Verrohrungsabschnitts.
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Eine Aussengewindeuntereinheit (62)
der Flügelmuffe
(34) ist in dem Innengewinde (80) positioniert,
und eine Dichtung (64) erzeugt eine abdichtende Befestigung
zwischen der Aussengewindeuntereinheit (62) und dem Innengewinde
(80). Die Aussengewindeuntereinheit (62) wird
von einer Flügelmutter
(66) in Position gehalten, welche über ein Gewinde mit der Einschraubverbindung
(82) des Halsabschnitts (76) verbunden ist.
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Wie auch bei dem Umlaufnippel (44)
nach dem aktuellen Stand der Technik wird der Ansatz (70) auf
der Verrohrungsverbindung (32) oder ein ähnlicher
Ansatz auf einem integrierten Verrohrungsabschnitt mit Hilfe von
Gestängeanhebern
(38) befestigt, welche sich von den Schöpfbehältern (40) hinweg
erstrecken, so dass die Gehäuseanordnung
(28) mit dem daran befindlichen Umlaufnippel (10)
herabgelassen werden kann. Auf eine dem Stand der Technik ähnlichen
An und Weise können
die Gestängeanheber
(38) andererseits auch mit Zähnen (68) ausgestattet
werden, um auf diese Weise den Aussendurchmesser des jeweiligen
Verrohrungsabschnitts (30) umgreifend zu befestigen, anstatt
den Verrohrungsabschnitt mit Hilfe der Schulter (70) zu
stützen.
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Unter wiederholter Bezugnahme auf 4–7 werden
hier weitere Einzelheiten des Umlaufnippels (10) geoffenbart.
Unter besonderer Bezugnahme auf 5 definiert
der Übergangsbereich (84)
des Körperabschnitts
(72) eine Reihe von Löchern
(88) in demselben, von welchen ein jedes wiederum eine
zentrale Lochachse (90) definiert. Die zentralen Lochachsen
(90) sind vorzugsweise im Wesentlichen koplanar geformt
und eine jede zentrale Lochachse formt auf eine tangentiale An und
Weise eine Schnur im Verhältnis
zu dem Aussendurchmesser (92) der Aussenoberfläche (73).
Die Ebene, auf welcher die zentralen Achsen (90) liegen,
verläuft im
Wesentlichen eindeutig senkrecht zu einer zentralen Nippelachse
(91) des Nippels (10).
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Die zentralen Achsen (90)
der Löcher
(88) sind im Wesentlichen gleichmäßig und radial auswärtig von
der zentralen Nippelachse (91) angeordnet, und ein Fachmann
auf diesem Gebiet wird sofort erkennen, dass die zentralen Achsen
(90) alle tangential zu einem einzigen, vorgestellten Kreis
verlaufen. Die Löcher
(88) sind ausserdem im Wesentlichen gleichmäßig und
umlaufend um den Umlaufnippel (10) herum angeordnet. Eine
besonders präzise
Anordnung der Löcher
(88) ist dabei jedoch nicht erforderlich.
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An sich gegenüber liegenden Enden eines jeden
Lochs (88) des Umlaufnippels (10) ist ein Schlitz
(94) geformt, d. h. ein Paar von getrennten Schlitzen (94)
ist mit jedem Loch (88) assoziiert. Die Schlitze (94)
werden als Ablaßöffnung in
dem Körperabschnitt
(72) positioniert, um während
des Bohrens der Löcher
(88) in demselben Körperabschnitt (72)
als ein Auslaß zu
dienen. Wie am besten aus 7 ersichtlich,
aber auch in 4 dargestellt
ist, umfasst ein jeder Schlitz (94) eine innere Radiusoberfläche (96),
welche im Verhältnis
zu dem Loch (88) ungefähr
konzentrisch verläuft,
und welche über einen
ein wenig größeren Radius
verfügt,
so dass ein leichter Höhenunterschied
zwischen den Schlitzen (94) und den Löchern (88) besteht.
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Die Löcher (88) sind für dem Empfang
eines Griffs oder einer Betätigungsstange
(98) adaptiert, welche in einem beliebigen der Löcher positioniert und
als ein Hebel für
das Anziehen des Umlaufnippels (10) innerhalb der Verrohrungsverbindung
(32) am Verrohrungsabschnitt (30), oder innerhalb
eines Verohrrungsgewindes eines integrierten Verrohrungsabschnitts
verwendet werden kann. Eine solche Betätigungsstange besteht aus einer
hauptsächlich
zylindrischen Stange mit einer Zuspitzung an einem Ende, welche
das Einstecken derselben in ein Loch ermöglicht, und dieselbe umfasst
an ihrem anderen Ende weiter eine gerippte Oberfläche, welche von
Betriebspersonal ergriffen werden kann. Die Löcher sind vorzugsweise, aber
nicht unbedingt, groß genug,
um eine Betätigungsstange
(98) mit einem Durchmesser von einem Zoll (2.54 cm) zu
empfangen, wie sie für
das Öffnen
und Schliessen von Halliburton Lo-Torc® Plug-Ventilen
angewendet wird. Dieses Anwenden einer Betätigungsstange (98)
in den Löchern
(88) kann als eine Alternative oder zusätzlich zu dem Anziehen des
Umlaufnippels (10) mit Hilfe des vorher schon erwähnten Rohrschlüssels (77) verwendet
werden, welcher auf der äusseren
Aussenoberfläche
des Halsabschnitts (76) befestigt wird.
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Unter Bezugnahme auf 8 und 9 wird
hier eine alternative Ausführung
eines Umlaufnippels für das
Einstellen einer Bohrlochverrohrung der vorliegenden Erfindung geoffenbart,
welchem allgemein die Nummer (100) zugeordnet wird. Im
Gegensatz zu der ersten Ausführung
des Umlaufnippels (10), welche aus einem einzigen Stück Stange
gefertigt werden kann, wurde die zweite Ausführung des Umlaufnippels (100)
für die
Anwendung mit einer relativ größeren Verrohrung,
wie zum Beispiel einer Oberflächenverrohrung
(22), entworfen. Dementsprechend kann die dargestellte
Ausführung
auch aus mehreren getrennten Stücken
gefertigt werden, welche zu einer integrierten Einheit zusammen
geschweißt
werden, obwohl der Nippel (100) durch Giessen, Schmieden usw.
auch aus einem einzigen Stück
geformt werden kann.
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Der Nippel (100) der zweiten
Ausführung umfasst
eine zentrale Öffnung
(101) durch denselben hindurch, sowohl wie einen Körperabschnitt
(102) mit einem unteren Verohrrungsgewinde (104).
Ein oberen Endes des Körperabschnitts
(102) formt einen Übergangsbereich
oder -teil (106), welcher allgemein kuppelförmig ist.
Ein Halsabschnitt (108) erstreckt sich von dem Übergangsbereich
(106) des Körperabschnitts
(102) hinweg und umfasst eine relativ lange äussere Aussenoberfläche (110),
welche für
das Befestigen eines Rohrschlüssels
(77) adaptiert ist. Der Halsabschnitt (108) des
Nippels (100) der zweiten Ausführung gleicht dem Halsabschnitt
(76) des Nippels (10) der ersten Ausführung, indem
er ein Innengewinde (112) und eine Einschraubverbindung
(114) definiert, welche für das Befestigen an einer Flügelmuffe
(34) auf die weiter oben schon beschriebene Weise adaptiert
sind.
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Eine Reihe von Naben oder Nasen (116)
erstreckt sich von dem Körperabschnitt
(102) neben dem Übergangsbereich
(106). Jede Nabe (116) definiert ein Loch (118)
durch dieselbe hindurch. Jedes Loch (118) umfasst weiter
eine zentrale Lochachse (120). Die zentralen Lochachsen
(120) verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen koplanar.
Diese Ebene verläuft
im Wesentlichen senkrecht zu einer zentralen Nippelachse des Nippels
(100). Auch diese zentralen Achsen (120) verlaufen
tangential im Verhältnis
zu einem einzigen, vorgestellten Kreis. Die Löcher (118) umkreisen
den Nippel (10) wie die Löcher (88) der ersten
Ausführung,
und sind für
den Empfang einer Betätigungsstange
(98) durch dieselben für
das Anziehen des Umlaufnippels (100) innerhalb der Gehäuseanordnung
(28) adaptiert.
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Die Methode für das Anwenden des Umlaufnippels
(10) der ersten Ausführung
oder des Umlaufnippels (100) der zweiten Ausführung während des Einführens der
Bohrlochverrohrung (28) in ein Bohrloch (20) ist
im Wesentlichen die gleiche. Wie schon erwähnt werden Venohrungsabschnitte
(30) normalerweise komplett mit einer Verrohrungsverbindung (32)
zum Bohrlochstandort geliefert, welche schon mit einem Ende derselben
verbunden ist. Ein integrierter Verrohrungsabschnitt (nicht dargestellt)
mit einem vergrößerten Ende
und einem Innengewinde kann auch angewendet werden. Auch eine solcher integrierter
Verrohrungsabschnitt sieht im Wesentlichen ähnlich aus wie ein Verrohrungsabschnitt
(30) mit einer daran befindlichen Verrohrungsverbindung (32),
wobei der integrierte Verrohrungsabschnitt jedoch aus einem einzigen
Stück besteht.
Dem Fachmann auf diesem Gebiet ist sehr wohl bekannt, dass eine
Einheit, welche mit Hilfe eines Verrohrungsabschnitts (30)
und einer Verrohrungsverbindung (32) geformt wurde, jederzeit
gegen einen integrierten Verrohrungsabschnitt ausgewechselt werden
kann.
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In manchen Fällen wird der Verrohrungsabschnitt
(30) keine Verrohrungsverbindung (32) umfassen.
In solchen Fällen
wird eine Verrohrungsverbindung (32) während des Einführens der
Verrohrung mit einem oberen Ende eines Verrohrungsabschnitts (30)
verschraubt. Die Schöpfbehälter (40)
und die Gestängeanheber
(38) sind wie in 1 positioniert, um
den Ansatz (70) an der Verrohrungsverbindung (32)
zu befestigen oder die Zähne
(68) für
das Befestigen des Verrohrungsabschnitts (30) zu verwenden. Die
Umlaufnippel (10 und 100) werden mit Hilfe eines Rohrschlüssels (77),
welcher auf der äusseren
Aussenoberfläche
(78) des Halsabschnitts (76) des Nippels (10)
oder der äusseren
Aussenoberfläche
(110) des Halsabschnitts (108) des Nippels (100)
befestigt wird, mit der Verrohrungsverbindung (32) verschraubt.
Andererseits, oder zusätzlich,
kann auch ein Rohrschlüssel
(77) oder eine Betätigungsstange (98)
in eines der Löcher
(88) des Nippels (10) oder eines der Löcher (118)
des Nippels (100) eingesteckt werden, um die Gewindeverbindung
zwischen dem Nippel und der Verrohrungsverbindung (32)
herzustellen.
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Die Flügelmuffe (34) wird
dann an dem Halsabschnitt (76) des Nippels (10)
oder an dem Halsabschnitt (108) des Nippels (100)
befestigt, welches die zentrale Öffnung
(71) des Nippels (10) oder die zentrale Öffnung (101)
des Nippels (100) über
die Flüssigkeitsleitung
(36) mit der Schlammpumpe in Verbindung platziert. Der
Seilrollenblock (42) wird dann herabgelassen, so dass der
Verrohrungsabschnitt (30) mit dem daran befestigten Nippel
(10 oder 100) in das Bohrloch (20) herabgelassen
werden kann. Wenn der Nippel (10 oder 100) sich
in der Nähe
des Plattformbodens (16) befindet, wird der Nippel von der
Verrohrungsverbindung (32) gelöst, und eine weitere Länge der
Verrohrung (30) wird an der jeweiligen Verrohrungsverbindung
(32) befestigt. Der Nippel (10 oder 100)
wird dann auf die vorher schon beschriebene An und Weise mit einer
weiteren Verrohrungsverbindung (32) am oberen Ende des
neuen Verrohrungsabschnitts (30) verbunden.
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Dieses Verfahren wird für so viele
Verrohrungsabschnitte (30) wiederholt, wie sie für das jeweilige
Bohrloch erforderlich sind. Während
dieses Einführens
einer Gehäuseanordnung
(28) in ein Bohrloch (20) kann die Gehäuseanordnung
wenn gewünscht
mit Hilfe der Schlammpumpe durch die Flüssigkeitsleitung (36),
die Bohrlochmuffe (34), und den Nippel (10 oder 100)
gefüllt
werden. Die Flüssigkeit kann
ausserdem weiter in die Gehäuseanordnung (28)
herunter gepumpt werden, um dieselbe Flüssigkeit wenn erwünscht zu
zirkulieren, wenn die Gehäuseanordnung
in das Bohrloch (20) eingeführt wird, wobei die zirkulierte
Flüssigkeit
durch den Ringraum zwischen der Gehäuseanordnung und dem Bohrloch zurückgeleitet
wird. Dieses Füll-
oder Zirkulierverfahren kann für
jeden Verrohrungsabschnitt (30) durchgeführt werden,
oder kann nach dem Einführen
einer Reihe von Verrohrungsabschnitten angewendet werden, wobei
dies von den Wünschen
des Betriebspersonals und den Bohrlochbedingungen abhängen wird.
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Das Anwenden von Kettenzangen ist
weder mit dem Nippel (10) noch dem Nippel (100)
erforderlich, und die Probleme, welche mit dem Abrutschen solcher
Kettenzangen von Nippeln nach dem aktuellen Stand der Technik wie
zum Beispiel dem Nippel (44) assoziiert werden, werden
vermieden. Die reduzierte Länge
und das reduzierte Gewicht der Nippel (10 oder 100)
im Vergleich zu dem Nippel (44) nach dem aktuellen Stand
der Technik gestalten das Anwenden des Nippels (10 oder 100)
mit der Gehäuseanordnung
(28) weitaus einfacher. Das Manipulieren eines leichteren
und kleineren Nippels und das Vermeiden des Abrutschproblems der
Kettenzange reduzieren oder verhindern einige Gefahren, welche mit
Nippeln nach dem aktuellen Stand der Technik und den Methoden für deren
Installation assoziiert werden.